Ремонт и upgrade компьютеров своими руками

ФОРМАТИРОВАНИЕ ДИСКОВ

Если у вас появятся вопросы, не освещенные на нашем сайте, вы можете задать вопрос непосредственно нашим специалистам по электронной почте: upgradecomputer@yandex.ru

Различают два вида форматирования диска:

■ физическое, или форматирование низкого уровня;

■ логическое, или форматирование высокого уровня.

При форматировании гибких дисков с помощью программы Explorer Windows 9х или команды DOS FORMAT выполняются обе операции, но для жестких дисков эти операции рекомендуется выполнять отдельно. Более того, для жесткого диска существует и третий этап, выполняемый между двумя указанными операциями форматирования, — разбивка диска на разделы. Создание разделов абсолютно необходимо в том случае, если вы предполагаете использовать на одном компьютере несколько операционных систем. Физическое форматирование всегда выполняется одинаково, независимо от свойств операционной инфраструктуры и параметров форматирования высокого уровня (которые могут быть различными

для разных операционных систем). Это позволяет совмещать несколько операционных систем на одном жестком диске. При организации нескольких разделов на одном накопителе каждый из них может использоваться для работы под управлением своей операционной инфраструктуры либо представлять отдельный том (volume), или логический диск (logical drive). Тому, или логическому диску, система присваивает буквенное обозначение. Таким образом, форматирование жесткого диска выполняется в три этапа.

1. форматирование низкого уровня.

2. Организация разделов на диске.

3. форматирование высокого уровня.

Форматирование низкого уровня

В процессе форматирования низкого уровня дорожки диска разбиваются на секторы. При этом записываются заголовки и заключения секторов (префиксы и суффиксы), а также формируются интервалы между секторами и дорожками. Область данных каждого сектора заполняется фиктивными значениями или специальными тестовыми наборами данных. В накопителях на гибких дисках количество секторов на дорожке определяется типом дискеты и дисковода; количество секторов на дорожке жесткого диска зависит от интерфейса накопителя и контроллера.

В первых контроллерах ST-506/412 при записи по методу MFM дорожки разбивались на 17 секторов, а в контроллерах этого же типа, но с RLL-кодированием количество секторов увеличилось до 26. В ESDI-накопителях на дорожке содержится 32 и более секторов. В IDE-накопителях контроллеры встроенные, и, в зависимости от их типа, количество секторов колеблется в пределах 17–700 и более. Накопители SCSI — это накопители IDE со встроенным адаптером шины SCSI (контроллер тоже встроенный), поэтому количество секторов на дорожке может быть совершенно произвольным и зависит только от типа установленного контроллера.

Практически во всех накопителях IDE и SCSI используется так называемая зонная запись с переменным количеством секторов на дорожке. Дорожки, более удаленные от центра, а значит, и более длинные содержат большее число секторов, чем близкие к центру. Один из способов повышения емкости жесткого диска — сайтение внешних цилиндров на большее количество секторов по сравнению с внутренними цилиндрами. Теоретически внешние цилиндры могут содержать больше данных, так как имеют большую длину окружности. Однако в накопителях, не использующих метод зонной записи, все цилиндры содержат одинаковое количество данных, несмотря на то что длина окружности внешних цилиндров может быть вдвое больше, чем внутренних. В результате теряется пространство внешних дорожек, так как оно используется крайне неэффективно (рис. 10.4).

При зонной записи цилиндры разбиваются на подгруппы, которые называются зонами, причем по мере продвижения к внешнему краю диска дорожки разбиваются на все большее число секторов. Во всех цилиндрах, относящихся к одной зоне, количество секторов на дорожках одинаковое. Возможное количество зон зависит от типа накопителя; в большинстве устройств их бывает 10 и более (рис. 10.5).

Еще одно свойство зонной записи состоит в том, что скорость обмена данными с накопителем может изменяться и зависит от зоны, в той в конкретный момент располагаются головки. Происходит это потому, что секторов во внешних зонах больше, а угловая скорость вращения диска постоянна (т. е. линейная скорость перемещения секторов от—

Рис. 10.4. Стандартная запись — количество секторов одинаково на всех дорожках

Рис. 10.5. Зонная запись: количество секторов на дорожках изменяется по мере перемещения от центра диска

носительно головки при считывании и записи данных на внешних дорожках оказывается выше, чем на внутренних).

Приведем в качестве примера организацию зон в жестком диске IBM Travelstar 32GH емкостью 32 Гбайт и размером 2,5 дюйма для портативных компьютеров (табл. 10.2).

Таблица 10.2. Информация о зонах жесткого диска IBM Travelstar 32GH

Зона	Секторов	Скорость	передачи	Байтов	Секторов
	на дорожку	данных, Мбайт/с	на дорожку	в зоне
0	617	28,49		315,904	835,418
1	598	27,60		306,005	809,241
2	578	26,70		296,107	783,063
3	559	25,81		286,208	756,886
4	540	24,92		276,309	730,709
5	520	24,03		266,411	704,531
6	501	23,13		256,512	678,354
7	482	22,24		246,613	652,177
8	462	21,35		236,715	625,999
Зона	Секторов	Скорость	передачи	Байтов	Секторов
	на дорожку	данных, Мбайт/с	на дорожку	в зоне
9	443	20,46		226,816	599,822
10	424	19,56		216,917	573,645
11	404	18,67		207,019	547,467
12	385	17,78		197,120	521,290
13	366	16,88		187,221	495,113
14	346	15,99		177,323	468,935
15	327	15,10		167,424	442,758

Этот накопитель имеет 21 664 дорожек на каждой поверхности диска; дорожки сайтены на 15 зон по 1 354 в каждой. В нулевой зоне содержится наибольшее количество секторов — 617 на каждую дорожку. Каждая дорожка в этой зоне имеет размер 315 904 байт, а дорожка в 15-й зоне содержит только 167424 байт. При использовании метода зонной записи каждая поверхность диска уже содержит 10225 408 секторов (5 235 байт на сторону). Если не использовать метод зонной записи, то каждая дорожка будет ограничена 327 секторами и, таким образом, каждая поверхность диска будет содержать 7 084128 секторов, или 3 627 Мбайт. Выигрыш при использовании метода зонной записи составляет около 44%.

Обратите внимание на различия в скорости передачи данных для каждой зоны. Дорожки во внешней зоне (нулевой) имеют скорость передачи данных 28,49 Мбайт/с, что на 89% больше, чем 15,10 Мбайт/с во внутренней зоне (15). Именно это свойство диска объясняет различие в результатах измерения параметров диска с помощью программ тестовых пакетов, т. е. каждая программа измеряет скорость передачи данных в различных зонах.

Последняя спецификация АТА-5 (Ultra-ATA/66) поддерживает теоретическую скорость передачи данных 66 Мбайт/с, т. е. скорость интерфейса. Сравните ее с реальной скоростью носителя 15–28 Мбайт/с (средняя 21,8 Мбайт/с).

Метод зонной записи был принят производителями жестких дисков, что позволило повысить емкость устройств на 20–50%) по сравнению с накопителями, в которых число секторов на дорожке является фиксированным. Сегодня зонная запись используется почти во всех накопителях IDE и SCSI.

Организация Разделов На Диске

При разбивке диска на области, называемые разделами, в каждой из них может быть создана файловая система, соответствующая определенной операционной системе. Сегодня в работе операционных систем чаще других используются три файловые инфраструктуры.

■ FAT {File Allocation Table — таблица размещения файлов). Это стандартная файловая система для DOS, Windows 9х и Windows NT. В разделах FAT под DOS допустимая длина имен файлов — 11 символов (8 символов собственно имени и 3 символа расширения), а объем тома (логического диска) — до 2 Гбайт. Под Windows 9х и Windows NT 4.0 и выше допустимая длина имен файлов — 255 символов.

■ С помощью программы FDISK можно создать только два физических раздела FAT на жестком диске — основной и дополнительный, а в дополнительном сайте можно создать до 25 логических томов. Программа Partition Magic может создавать четыре основных раздела или три основных и один дополнительный.

■ FAT32 (File Allocation Table, 32-bit — 32-разрядная таблица размещения файлов). Используется с Windows 95 OSR2 (OEM Service Release 2), Windows 98 и Windows 2000. В таблицах FAT 32 ячейкам размещения соответствуют 32-разрядные числа. При такой файловой структуре объем тома (логического диска) может достигать 2 Тбайт (2 048 Гбайт).

■ NTFS (Windows NT File System — файловая система Windows NT). Доступна только в операционной системе Windows NT/2000. Длина имен файлов может достигать 256 символов, а размер раздела (теоретически) — 16 Эбайт (16х1018 байт). NTFS обеспечивает дополнительные возможности, не предоставляемые другими файловыми системами, к примеру средства безопасности.

До появления Windows ХР наиболее распространенной файловой системой была FAT32. В современных системах более широко используется NTFS, которая является «родной» файловой системой ХР. Тем не менее FAT поддерживается практически каждой операционной системой, что делает ее оптимальным вариантом для использования в смешанных операционных средах. FAT32 и NTFS предоставляют дополнительные возможности, но не являются универсально совместимыми с другими операционными системами.

Создание разделов на диске выполняется с помощью поставляемой с операционной системой программой FDISK, используя которую можно выбрать (как в мегабайтах, так и в процентном выражении) размер основного и дополнительного разделов. Жестких указаний по созданию разделов на диске не существует — необходимо учитывать объем диска, а также устанавливаемую операционную систему.

После создания разделов необходимо выполнить форматирование высокого уровня с помощью средств операционной инфраструктуры.

Форматирование высокого уровня

При форматировании высокого уровня операционная система создает структуры для работы с файлами и данными. В каждый раздел (логический диск) заносится загрузочный сектор тома (Volume Boot Sector — VBS), две копии таблицы размещения файлов (FAT) и корневой каталог (Root Directory). С помощью этих структур данных операционная система распределяет дисковое пространство, отслеживает расположение файлов и даже «обходит», во избежание проблем, дефектные участки на диске.

В сущности, форматирование высокого уровня — это не столько форматирование, сколько создание оглавления диска и таблицы размещения файлов. «Настоящее» форматирование — это форматирование низкого уровня, при котором диск разбивается на дорожки и секторы. С помощью DOS-команды FORMAT для гибкого диска осуществляются сразу оба типа форматирования, а для жесткого — только форматирование высокого уровня. Чтобы выполнить низкоуровневое форматирование жесткого диска, необходима специальная программа, обычно предоставляемая производителем диска.

Вся информация собрана из открытых источников. При испльзовании материалов, размещайте ссылку на источник.